合金渣中钛铪离子交换分离研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.06.014合金渣中钛铪的离子交换分离研究张卜升1，许万祥2，吴贤1，马光1，李进2(1.西北有色金属研究院电子所，西安710016；2.西安瑞鑫科金属材料有限责任公司，西安710016)摘要：在酸性体系下，采用阳离子交换法对铪钛的分离进行了研究。结果表明，001*7阳离子交换树脂可以有效实现铪的吸附，通过控制淋洗液pH可有效实现铪钛的分离，所得解吸液中Ti/Hf小于0.0035。关键词：高温合金；铪；钛；离子交换；分离中图分类号：TF803.2+3文献标志码：A文章编号：1007-7545（2015）06-0

2、000-00CationExchangeofTitaniumandHafniumofAlloyScrapinHClSolutionsZHANGBo-sheng1，XUWan-xiang2，WUXian1，MAGuang1，LIJin2（1.NorthwestInstituteforNonferrousMetalResearch,Xi’an710016,China;2.Xi’anRuixinkeMetalMaterialsCo.,Ltd.,Xi’an710016,China)Abstract：Cationexchangeoftitaniumandhafniumofalloyscr

3、apinHClsolutionswasinvestigated.Theresultsshowthat001*7cationresiniseffectivetoachieveadsorptionofhafnium.AppropriatepHvalueofeluentsolutioniseffectivetoachieveseparationoftitaniumandhafnium.Theseparationratiooftitaniumandhafniuminstrippingsolutionis0.0035below.Keywords:hightemperaturealloy;

4、hafnium;titanium;ionexchange;separation铪作为一种战略金属广泛应用于核电、宇航等国防工业领域，也是冶金、石油和化工等行业用金属材料的重要金属添加剂[1-4]。全球铪资源已探明储量是61万t，澳大利亚和南非两国占据目前世界已探明铪储量的75%。我国属于铪储量较为贫乏的国家，每年有约3t金属铪的进口量[5]，每年的废旧合金回收料约在0.8万t左右[6]。这些废旧合金大都降级处理，造成了资源浪费、环境污染，若能回收其中的铪，不仅可以弥补我国铪资源的对外依赖度，保护我国战略需求，而且可以为我国提供更多的铪储备。目前国际上从矿石锆英石中分离提纯铪的工

5、业生产已非常成熟，美国、法国及日本等国家都开发出了可以从锆英石中分离提纯并制备原子能级铪的湿法分离工艺[1,3,7-8]。对于矿石中铪的分离提纯，锆、铪伴生矿床经选矿处理即可得到除锆、铪以外杂质元素较低的锆英石，铪分离提纯的主要任务是锆、铪分离。但在废旧合金中，其所含元素种类极多，各元素含量也不低，从中进行铪的分离提纯除锆、铪分离外，还有铪与其它多种元素的分离。其中锆、铪、钛化学性质最为相似，彼此之间分离也最为困难。相比于比较成熟的锆、铪分离技术[9-11]，合金中铪和钛的分离研究还较少。本文在酸性体系下，采用阳离子交换法对铪、钛的分离进行了研究。1试验原料及方法1.1试验原料

6、及树脂试验所用原料为合金中其它有价元素经分离后富集的铪钛渣，其中铪、钛主要以+4价金属氨水沉淀物形态存在，经化学分析，铪含量为25.12%，钛含量为23.38%。试验所用树脂为磺酸基强酸性阳离子交换树脂，并对D072及001*7树脂在铪、钛吸附中的吸附容量进行了对比。所采用阳离子树脂已经过清洗、转型等处理，处理后的湿树脂为氢型。1.2试验步骤工艺流程：铪、钛渣浸出—酸度调节—001*7树脂吸附—盐酸淋洗—硫酸解吸。1.2.1铪、钛的浸出铪、钛以氢氧化物形态存在，选用9mol/L盐酸作为浸出剂，液固比8︰1，螺旋桨搅拌，浸出温度30℃，浸出时间1h，沉淀物即可完全溶解。涉及的主要

7、反应如下：2Hf(OH)4+6HCl=HfCl4+HfOCl2+7H2O2Ti(OH)4+6HCl=TiCl4+TiOCl2+7H2O收稿日期：2014-11-27基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）项目（2012AA063204）作者简介：张卜升（1987-），男，陕西西安人，硕士，助理工程师.1.2.2铪、钛的吸附调节溶液中金属离子浓度及氢离子浓度为一定值，作为离子交换吸附前液，采用强酸性阳离子交换树脂对吸附前液中铪、钛进行吸附，通过控制吸附前液离子浓度、氢离子浓度及吸附前液流